智慧課堂下基于模型認知的高中化學教學案例研究

1、    智慧課堂下基于模型認知的高中化學教學案例研究    歐陽綺梅【摘要】  利用化學模型解決化學問題是學生學習的主要策略，本文以人教版必修2化學能與電能為例，探討課堂落實化學核心素養(yǎng)中的“證據(jù)推理和模型認知”，提高并注重培養(yǎng)學生建構化學模型的能力，并要對模型進行整合升華?！娟P鍵詞】  模型認知 智慧課堂 原電池  g633.8                     a   1992-7711（2020

2、）33-005-03一、教學主題內容及教學現(xiàn)狀分析1. 教學主題內容原電池的概念：氧化還原反應本質的應用。原電池的工作原理：電極方程式的書寫，正負極的判斷，外電路的電子移動方向和內電路的陰陽離子移動方向。構成原電池的條件：兩極一液一回路2. 教學現(xiàn)狀分析我校高一全部開設了智慧課堂，可以通過課前給學生推送預習微課視頻，讓學生先學，然后在課堂上可以通過學生平板上推送習題，預測學生在課堂吸收的效果并及時分析學生的知識誤區(qū)。本節(jié)課融合信息技術，開始以視頻演示，錫箔紙加鹽水使發(fā)黑的銀戒指變得銀光閃閃導入新課，沖擊學生的視覺，引起學生更濃厚的興趣，從而開始本節(jié)的原電池的學習。本節(jié)課的內容是必修2第二章第二

3、節(jié)化學能與電能。在學習本節(jié)課前，學生已經(jīng)學習了氧化還原反應和化學能與熱能，對本節(jié)課的學習有一定的幫助，也對以后學習選修1（化學與生活）中金屬腐蝕與防護，以及選修4中的電解原理等知識打下基礎。二、教學思想與創(chuàng)新點1. 教學思想化學科的核心素養(yǎng)之一是證據(jù)推理和模型認知。本課例以原電池為例，建構裝置維度原理維度的電化學模型認知，并在智慧課堂下進行教學，有效地把智慧課堂和化學核心素養(yǎng)融合在一起，使教、學、研更精準、科學，完善數(shù)據(jù)結構分析模型。2. 創(chuàng)新點通過課前測試和課后測試知道學生對知識的掌握情況，能夠更精準地評價課堂的有效性。通過模型認知的構建，提升學生解決問題的能力。三、教學目標1.創(chuàng)設火力發(fā)電

4、的情境，了解火力發(fā)電的工作原理，分析火力發(fā)電的優(yōu)劣。根據(jù)氧化還原反應的本質，提出建立一個可將化學能直接轉化為電能的模型，并分析反應原理。從而培養(yǎng)學生分析問題，解決問題的能力。2.通過實驗探究，了解原電池的構成條件。能從電子轉移的微觀角度，從本質上理解化學能向電能的轉化。初步構建（單液）原電池認識模型，強化“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)。3.通過原電池認識模型構建，能夠簡單寫出原電池的電極反應式和總反應方程式。四、教學流程五、教學實錄【環(huán)節(jié)一】主題引入：觀看用錫箔紙和食鹽水清洗被氧化的銀器學生活動：通過觀看視頻，對日常生活中的化學產(chǎn)生興趣，從而對學習原電池的產(chǎn)生了濃厚的熱情。創(chuàng)新點：通過課前平板

5、推送給學生觀看微視頻，讓學生能提前了解本節(jié)學習的內容與生活密切相關。并在微課下面發(fā)表預習感想，產(chǎn)生共鳴?！经h(huán)節(jié)二】概念生成：原電池的工作原理探究【問題思考】有沒有裝置能把化學能直接轉化為電能？化學能直接轉化為電能與氧化還原反應有何關系？教師設問1.在導線中產(chǎn)生電流的本質是什么？2.什么反應有電子的轉移？學生回答1.電子的定向移動2.氧化還原反應小結：只有氧化還原反應能夠實現(xiàn)將化學能直接轉化為電能。實驗探究1教師演示，學生可以通過近距離觀察平板并記錄現(xiàn)象。實驗演示：把一片鋅片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察實驗現(xiàn)象（注意兩塊金屬片不要相接觸，下同）請記錄現(xiàn)象。學生記錄現(xiàn)象銅片：無明顯變化鋅

6、片：表面產(chǎn)生氣泡來實驗探究2首先將兩根導線連接在一起，觀察銅片表面有無變化;然后在導線中間連接一個靈敏電流計，觀察電流計的指針是否發(fā)生偏轉？請記錄現(xiàn)象。學生記錄現(xiàn)象電流計：指針偏轉銅片：表面有氣泡產(chǎn)生鋅片：溶解，有少量氣泡產(chǎn)生結論：有電流產(chǎn)生【教師講解】原電池的定義和工作原理（1）定義：將化學能直接轉化為電能的裝置。（2）工作原理：氧化還原反應【學生觀察】動畫中電子的流向、電流的方向、h+的移動方向、氣泡產(chǎn)生的位置。【形成概念】對于裝置ii，鋅片：zn-2e-=zn2+（氧化反應，負極）銅片：2h+2e-=h2（還原反應，正極）電池總反應：zn+2h+=zn2+h2創(chuàng)新點：利用智慧課堂的平板教

7、學，演示動畫中的電子流向、電流的方向、h+的移動方向、氣泡產(chǎn)生的位置。讓學生在課室各個位置都能清晰地觀察現(xiàn)象，并記錄下來?！经h(huán)節(jié)三】模型構建：原電池的構成條件學生活動從裝置維度（正/負極材料、電極反應場所、電子導體、離子導體）及原理維度（電極反應、外電路電子移動、內電路離子移動）歸納概括出分析原電池的思維角度?？茖W實驗探究根據(jù)已具備的氧化還原反應知識和電學知識，利用以下提供的實驗用品，設計盡可能多的原電池裝置并連接，及時記錄。實驗用品：銅片2片、鋅片2片、石墨棒2根;稀硫酸、酒精、蒸餾水;燒杯、導線若干、靈敏電流表1個。教師活動根據(jù)學生設計的原電池，探究原電池的形成條件學生歸納圖1電流表發(fā)生偏

8、轉，圖2電流表不發(fā)生偏轉，圖3電流表發(fā)生偏轉。條件一：兩個活動性不同的電極（兩種金屬或一種金屬和一種非金屬導體）學生歸納圖4電流表不發(fā)生偏轉，圖5電流表發(fā)生偏轉條件二：電極材料均插入電解質溶液中學生歸納圖6電流表發(fā)生偏轉，圖7電流表不發(fā)生偏轉條件三：形成閉合回路【鞏固模型】鞏固原電池的模型認識，如圖8，使化學核心素養(yǎng)的“證據(jù)推理和模型認知”在課堂上落地?！经h(huán)節(jié)四】課堂檢測1.關于圖9所示裝置的敘述正確的是（      ）a.鋅是正極                  

9、0;        b.銅片質量逐漸減少c.銅片表面發(fā)生還原反應   d.電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片【學生答題分析】如圖10，本題有7位學生選擇d，1位同學選b。他們對電流的方向還不清楚，可能還存在不知道如何判斷原電池的正負極，導致對電流方向的判斷錯誤。在本題中我還從電子的轉移方向和離子的移動方向分析。加深學生對原電池裝置維度和原理維度的模型認知。六、教學效果與反思在智慧課堂背景下，思維課堂的實施將學生置身于一種動態(tài)、開放、個性、多元化的學習環(huán)境中，在課堂上著重落實化學核心素養(yǎng)的“證據(jù)推理與模型認知”“實驗探究與創(chuàng)新意識”。在設計化學能

10、與電能這節(jié)課時，讓學生成為課堂的主人，引起學生的實驗探究興趣，整節(jié)課思維都處于活躍狀態(tài)。教師要指導學生善于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，學會研究和分析問題，能夠把問題總結、歸類，建立解決問題的模型，然后，運用形象思維把高度抽象的理論具體化為模型。老師課中不斷引導學生將化學模型整合，學生逐漸地領悟與掌握模型的思想精髓，這樣分析問題與解決問題的方式就會更加靈活和具有創(chuàng)新性。在這堂課的教學實施中，從學生的課后檢測可以知道，大部分學生能掌握原電池的概念以及構成條件，少部分學生掌握原電池的構成條件還需要一定的時間來消化。利用智慧課堂能快速測試學生的課堂吸收效率，從而為課后給學生留的習題更有針對性，大大地提高了課堂效率和學生課后的鞏固能力。作為一線教師，課堂上應該讓更多的學生參與原電池構成條件的探究中去，這樣更能提高學生的動手能力和科學素養(yǎng)，從而落實化學核心素養(yǎng)的發(fā)展目標和提升學生的核心素養(yǎng)?！颈疚南祻V東教育學會教育科研規(guī)劃小課題“高中化學“基本概念和基本原理”教學策略研究”成果（課題編號：gdxkt22215）】 參  考  文  獻 1普通高中化學課程